2.5 建筑材料的基本性質試驗
建筑材料基本性質的試驗項目較多，對于各種不同的材料，測試的項目也不相同。通常進行的試驗項目有密度、表觀密度和吸水率。
2.5.1 密度試驗
1.試驗目的
材料的密度是指材料在絕對密實狀態下，單位體積的干質量。了解材料的密度，可大致掌握材料的品質和性能；用來計算材料的孔隙率。
2.主要儀器設備
李氏瓶（最小刻度值為0.1mL，參見圖2.3）、天平（感量為0.01g）、溫度計、玻璃容器、烘箱、干燥器、小勺和漏斗等。
3.試驗步驟
（1）將試樣磨成粉末，通過900孔／cm2的篩，篩去篩余物，再將粉末放入105～110℃的烘箱內，烘干至恒質量，再放入干燥器中冷卻至室溫。
（2）將不與試樣起反應的液體倒入李氏瓶中，使液面達到0～1mL刻度之間。
（3）將李氏瓶置于盛水的玻璃容器中，使刻度部分完全進入水中，并用支架夾住以防李氏瓶浮起或歪斜。容器中水的溫度應保持在20℃±2℃。
（4）經30min，讀李氏瓶內液體凹液面的刻度值V1（精確至0.1mL，以下同）。
（5）從玻璃容器中取出李氏瓶，用濾紙將液面以上的瓶頸內部吸干。
（6）用天平稱取試樣粉末70～80g（精確至0.01g，以下同），記為m1。用小勺和漏斗小心地將粉末徐徐送入李氏瓶中（要防止在瓶喉部發生堵塞），直至液面上升至20mL可讀值左右為止。
（7）稱出剩余試樣的質量m2（g）。將李氏瓶傾斜一定角度并沿瓶軸旋轉，使粉末中的氣泡逸出。
圖2.3 李氏瓶（單位：mm）
（8）再將李氏瓶放入盛水的玻璃容器中，經30min，待瓶中液體溫度與水溫相同后，讀液體凹液面的刻度值V2（mL）。
4.試驗結果
（1）密度ρ按式（2.1）計算（精確至0.01g／cm3），即
式中 m——李氏瓶中試樣粉末的質量，g，即兩次稱量值m1、m2之差；
V——裝入李氏瓶中試樣粉末的絕對體積，cm3，即兩次液面讀數V2、V1之差。
（2）以兩次試驗結果的平均值作為密度的測定結果。兩次試驗結果的差值不得大于0.02g／cm3，否則應重新取樣進行試驗。
2.5.2 表觀密度試驗
1.試驗目的
表觀密度是指材料在自然狀態下單位體積的干質量。通過表觀密度可以估計材料的強度、導熱性及吸水性等性質；用來計算材料的孔隙率、體積、質量及結構自重等。
2.主要儀器設備
天平（稱量1000g，感量0.1g）、液體天平（阿基米德天平，感量0.01g）、游標卡尺（精度0.1mm）、烘箱、干燥器、石蠟、酒精等。
3.試驗步驟
（1）對規則形狀材料（如磚、石塊、砌塊等）。
1）將每組3塊試件放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒質量，取出冷卻至室溫稱質量m（g）。
2）用游標卡尺量出各試件的尺寸，并計算出其體積V（cm3）。
a）對于六面體試件，量尺寸時，長、寬、高各方向上須測量3處，取其平均值的a、b、c，自然體積V0可按式（2.22）計算，即
b）對于圓柱體試件，則在圓柱體上、下兩個平行切面上及試件腰部，按兩個互相垂直的方向量其直徑，求6次的平均值d，再在互相垂直的兩直徑與圓周交界的4點上量其高度，求4次的平均值h，自然體積V0可按式（2.23）計算，即
3）結果計算。
材料的表觀密度ρ0按式（2.2）計算（精確至10kg/m3或0.01g/cm3），即
試件結構均勻者，以3塊試件平均值作為試驗結果，各次結果的誤差不得超20kg／m3或0.02g／cm3；如試件結構不均勻，應以5個試件結果的算術平均值作為測試結果，并注明最大值、最小值。
（2）對形狀不規則材料（如碎石、卵石等）。
1）加工（或選擇）長為20～50mm的試件5～7個，然后放入105℃±5℃的烘箱內烘干至恒質量，并在干燥器內冷卻至室溫。
2）取出1個試件，稱出試件的質量m（精確至0.1g，以下同）。
3）將試件放入熔融的石蠟，1～2s后取出，使試件表面沾上一層蠟膜（膜厚不超過1mm）。
4）稱出封蠟試件的質量m1（g）。
5）稱出封蠟試件在水中的質量m2（g）。
6）檢定石蠟的密度（一般為0.93g／cm3）。
其他試件的試驗步驟同2）～5）。
7）試驗結果。
材料的表觀密度ρ0按式（2.24）計算（精確至10kg／m3或0.01g／cm3），即
試件結構均勻時，以3個試件結果的算術平均值作為試驗結果，各次結果的誤差不得超過20kg／m3或0.02g／cm3；如試件結構不均勻，應以5個試件結果的算術平均值作為試驗結果，并注明最大值、最小值。
2.5.3 孔隙率的計算
將已經求出的密度與表觀密度（用同樣的單位表示）代入式（2.5），可計算出材料的孔隙率P（精確至0.01%），即
2.5.4 吸水率試驗
1.試驗目的
材料的吸水率是指材料吸水飽和狀態下，水的質量或體積與材料干燥質量或體積的比。材料吸水率的大小對其強度、抗凍性、導熱性等性能影響很大，測定材料的吸水率，可估計其各項性能。現以石材為例，介紹測試方法。
2.主要儀器設備
天平（1kg，感量為0.1g）、水槽、烘箱及干燥器等。
3.試驗步驟
（1）將試件（石材）加工成邊長為4～6cm的立方體試件或直徑和高均為4～6cm的圓柱體試件。
（2）將試件放入105～110℃的烘箱中烘至恒質量，再放到干燥器中冷卻至室溫。
（3）干燥器中取出試件，稱其質量m（g）。
（4）將試件放入水槽中，試件之間應留1～2cm的間隔，試件底部應用玻璃棒墊起，避免與槽底直接接觸。
（5）將水注入槽中，使水面至試件高度的1／4處，2h后加水至試件高度的1／2，隔2h再加水至試件高度的3／4處，又隔2h加水至高出試件1～2cm，再經一晝夜后取出試件。
（6）用擰干的濕毛巾輕按住試件表面，吸去試件表面的水分（不得來回擦拭），隨即稱量，稱量后仍放回水槽中浸水。
以后每隔一晝夜用同樣程序稱取試件質量，直至試件浸水至恒定質量為止（一晝夜質量相差不超過0.05g），此時稱得的試件質量為mb（g）。
4.試驗結果
按式（2.8）計算吸水率，即
式中 Wm——材料的質量吸水率，%；
m b——材料吸水飽和時的質量，g；
m——材料的干燥質量，g。
按式（2.9）計算體積吸水率，即
式中 WV——材料的體積吸水率，%；
V 0——材料在自然狀態下的體積，cm3；
ρ w——水的密度，g／cm3，一般取1.0g／cm3。